JP6216226B2

JP6216226B2 - すべり軸受

Info

Publication number: JP6216226B2
Application number: JP2013234244A
Authority: JP
Inventors: 克宏芦原; 悠一朗梶木; 裕紀高田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: EP3070353A1; CN105849426B; US9964139B2; WO2015072401A1; EP3070353A4; US20160298676A1; JP2015094427A; EP3070353B1; CN105849426A

Description

本発明は、すべり軸受の技術に関し、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受の技術に関する。

従来、エンジンのクランクシャフトを軸支するための軸受であって、円筒形状を二分割した二つの部材を合わせる半割れ構造のすべり軸受が公知となっている。また、前記軸受の摺動面積を減らし、フリクション低減効果を得るために、前記軸受の幅を狭くする構造がある。しかし、軸受の幅を狭くすると、流出油量が増加していた。そこで、前記軸受の軸方向両端部に、全周に逃げ部分（細溝）を形成した軸受が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００３−５３２０３６号公報

しかし、従来の全周に細溝を形成した軸受では、摺動面積減少により、負荷容量が低下し、良好な潤滑に必要な油膜厚さを確保することができず、且つ、総和の流出油量が多かった。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、フリクション低減効果を得ることができ、総和の流出油量を抑えることができる軸受を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、前記細溝の半径方向の深さを円周方向に対して変化させ、前記細溝の半径方向の深さの勾配は円周方向中央を中心軸として非対称となるように形成し、前記細溝の深さの勾配は、回転方向上流側端部から半径方向の深さが最大となる点までの勾配よりも、回転方向下流側端部から半径方向の深さが最大となる点までの勾配の方が小さくなるように構成したものである。

請求項２においては、前記細溝の回転方向下流側端部は、前記半割部材の回転方向下流側合わせ面がある角度よりも大きい第一の軸受角度に配置され、前記細溝の回転方向上流側端部は、前記第一の軸受角度よりも大きく、前記回転方向下流側合わせ面がある角度から回転方向上流側へ９０度回転した角度以下である第二の軸受角度に配置されたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

すなわち、油膜圧力の発生を妨げない程度の細溝を設けることで、摺動面積を減らしつつ、フリクション低減効果を得ることができ、かつ、総和の流出油量を抑えることができる。
また、前記細溝の半径方向の深さを円周方向に対して変化させることで、油膜圧力勾配を変化させて油の吸い戻し量、漏れ量を適当な量に変化させることができる。
また、細溝の深さの勾配が回転方向上流側端部よりも回転方向下流側端部の方が緩やかになるように構成することで、回転方向下流側端部の吸い戻し量が減少し、回転方向上流側端部の吸い戻し量が増加する。これにより漏れ油量の総量が減少する。

本発明の実施形態に係るすべり軸受を示す正面図。（ａ）本発明の実施形態に係るすべり軸受を構成する半割部材を示す平面図。（ｂ）同じくＡ−Ａ線断面図。（ｃ）同じくＢ−Ｂ線断面図。（ａ）本発明の実施形態に係る半割部材を示すＡ−Ａ線断面拡大図。（ｂ）比較例に係る半割部材を示すＡ−Ａ線断面拡大図。本発明の実施形態に係る半割部材のＡ−Ａ線断面拡大図。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、図１はすべり軸受１の正面図であり、画面の上下を上下方向、画面の手前方向及び奥方向を軸方向（前後方向）とする。

まず、第一の実施形態に係るすべり軸受１を構成する半割部材２について図１及び図２を用いて説明する。
すべり軸受１は円筒状の部材であり、図１に示すように、エンジンのクランクシャフト１１のすべり軸受構造に適用される。すべり軸受１は、二つの半割部材２・２で構成されている。二つの半割部材２・２は、円筒を軸方向と平行に二分割した形状であり、断面が半円状となるように形成されている。本実施形態においては、半割部材２・２は上下に配置されており、左右に合わせ面が配置されている。クランクシャフト１１をすべり軸受１で軸支する場合、所定の隙間が形成され、この隙間に対し図示せぬ油路から潤滑油が供給される。

図２（ａ）においては、上側および下側の半割部材２を示している。なお、本実施形態においては、クランクシャフト１１の回転方向を図１の矢印に示すように正面視時計回り方向とする。また、軸受角度ωは、図２（ｂ）における右端の位置を０度とし、図２（ｂ）において、反時計回り方向を正とする。すなわち、図２（ｂ）において、左端の位置の軸受角度ωが１８０度となり、下端の位置の軸受角度ωが２７０度となるように定義する。

上側の半割部材２の内周には円周方向に溝が設けられており、中心に円形の孔が設けられている。また、上側の半割部材２の左右に合わせ面が配置されている。
下側の半割部材２の内周の摺動面において、その軸方向の端部に細溝３が形成されている。

細溝３は下側の半割部材２に設けられる。本実施形態においては、細溝３は軸方向に並列して二本設けられている。細溝３の回転方向下流側端部３ａは、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面に近接しており、回転方向下流側端部３ａと回転方向下流側合わせ面とは連通することなく設けられている。
詳細には、細溝３の回転方向下流側端部３ａが、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面がある１８０度よりも大きい軸受角度ω０に配置されている。すなわち、細溝３は、クランクシャフト１１の回転方向下流側合わせ面（軸受角度ωが１８０度）よりも大きい軸受角度ωから軸受角度ωが正となる方向（反時計回り方向）に向けて円周方向に設けられる。
下側の半割部材２においては、図２（ｂ）の右側の合わせ面が回転方向上流側合わせ面、図２（ｂ）の左側の合わせ面が回転方向下流側合わせ面となる。

細溝３の長さｌは、回転方向下流側端部３ａ（軸受角度がω０）から回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度がω１）までの長さに形成したものである。なお、軸受角度ω１は、ω０よりも大きく２７０度以下である。より詳細には、軸受角度ω１は、通常２２５度よりも大きく２７０度以下である領域に存在する。

細溝３は、図２（ｃ）に示すように、軸受厚さＤよりも浅い深さｄとなるように形成されている。また、細溝３の幅はｗとなるように形成されている。

細溝３の深さｄは、図３（ａ）に示すように、円周方向に対して変化させている。前記細溝３の半径方向の深さｄの勾配は円周方向中央（軸受角度ωがω２）を中心軸として非対称となるように形成されている。すなわち、断面視において、半径方向の深さｄが最も深くなっている位置（軸受角度ωがω３）は、細溝３の円周方向中央（軸受角度ωがω２）よりも回転方向上流側に配置されている。

比較例として、図３（ｂ）に示すように、細溝３の半径方向の深さｄの勾配は、円周方向中央を中心軸として対称となるように形成されているものを示す。漏れ油量の総量を少なくするには、吸い戻し量を多くし、漏れ油量を低減させる必要がある。図３（ｂ）に示す構成では、回転方向上流側端部３ｂでの吸い戻し量を増加させることはできるが、回転方向下流側端部３ａでの漏れ油量も増加する。

そこで、図３（ａ）に示すように、細溝３の半径方向の深さｄの勾配は円周方向中央（軸受角度ωがω２）を中心軸として非対称となるように形成し、回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度ωがω１）から半径方向の深さが最大となる点（軸受角度ωがω３）までの勾配よりも、回転方向下流側端部３ａ（軸受角度ωがω０）から半径方向の深さが最大となる点（軸受角度ωがω３）までの勾配の方が小さくなるように構成することにより、回転方向上流側端部３ｂでの吸い戻し量を増加させつつ、回転方向下流側端部３ａでの漏れ油量を低減させることができる。

なお、本実施形態においては、細溝３の底面は断面視で連続する曲線になるように形成しているが、これに限定するものではなく、例えば、図４に示すように、回転方向上流側端部３ｂ（軸受角度ωがω１）において、底面の傾きを不連続にして、すべり軸受１の内周面と底面との間に半径方向に延びる側壁３ｃを設ける構成とすることもできる。

以上のように、円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材２・２を上下に配置したすべり軸受１であって下側の半割部材２の軸方向端部に、円周方向に細溝３を設け、細溝３の半径方向の深さｄを円周方向に対して変化させ、細溝３の半径方向の深さｄの勾配は円周方向中央（軸受角度ωがω２）を中心軸として非対称となるように形成したものである。
このように構成することにより、細溝３の半径方向の深さｄを円周方向に対して変化させることで、油膜圧力勾配を変化させて油の吸い戻し量、漏れ量を適当な量に変化させることができる。すなわち、円周方向中央（軸受角度ωがω２）よりも回転方向上流側における油の吸い戻し量及び漏れ量と、円周方向中央（軸受角度ωがω２）よりも回転方向下流側における油の吸い戻し量及び漏れ量とに差を設けることができるため、油膜圧力勾配を変化させて油の吸い戻し量、漏れ量を適当な量に変化させることができる。

また、細溝３の深さｄの勾配は、回転方向上流側端部３ｂから半径方向の深さが最大となる点までの勾配（軸受角度ωがω３）よりも、回転方向下流側端部３ａから半径方向の深さｄが最大となる点（軸受角度ωがω３）までの勾配の方が小さくなるように構成したものである。
このように構成することにより、細溝３の深さｄの勾配が回転方向上流側端部３ｂよりも回転方向下流側端部３ａの方が緩やかになるように構成することで、回転方向下流側端部３ａでの吸い戻し量が減少し、回転方向上流側端部３ｂでの吸い戻し量が増加する。これにより漏れ油量の総量が減少する。

１すべり軸受
２半割部材
３細溝
３ａ回転方向下流側端部
３ｂ回転方向上流側端部
１１クランクシャフト

Claims

円筒を軸方向と平行に二分割した半割部材を上下に配置したすべり軸受であって前記下側の半割部材の軸方向端部に、円周方向に細溝を設け、
前記細溝の半径方向の深さを円周方向に対して変化させ、前記細溝の半径方向の深さの勾配は円周方向中央を中心軸として非対称となるように形成し、
前記細溝の深さの勾配は、回転方向上流側端部から半径方向の深さが最大となる点までの勾配よりも、回転方向下流側端部から半径方向の深さが最大となる点までの勾配の方が小さくなるように構成した
ことを特徴とするすべり軸受。
前記細溝の回転方向下流側端部は、前記半割部材の回転方向下流側合わせ面がある角度よりも大きい第一の軸受角度に配置され、前記細溝の回転方向上流側端部は、前記第一の軸受角度よりも大きく、前記回転方向下流側合わせ面がある角度から回転方向上流側へ９０度回転した角度以下である第二の軸受角度に配置された
ことを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。